LASEROTERAPIA

L i g h t

A m p l i f i c a t i o n by

S t i m u l a t e d

E m i s s i o n of

R a d i o a t i o n

Wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania

Laseroterapia – stosunkowa młoda metoda leczenia, samodzielnie lub jako komponent kompleksowego leczenia włączony we wszystkie działy medycyny.

Medycyna laserowa: rozdział nauki medycznej, studiującej i stosującej w celach leczniczo-profilaktycznych i diagnostycznych promieniowanie laserowe o określonych parametrach.

Medycyna: wewnątrznarządowa, wewnątrznaczyniowa, napromieniowanie krwi, wewnątrztkankowa.

Chirurgia laserowa: lasery wysokoenergetyczne w celu koagulacji i cięcia tkanek

Terapia i diagnostyka laserowa: lasery niskoenergetyczne

Fizjoterapia: biostymulacja laserowa (przezskórna)

Strefy działania:

0. Miejscowe

1. Refleksogenne

2. Punkty akupunktury

3. Systemy mikroaakupunktury

LASER – urządzenie do generacji lub zwiększania promieniowania elektromagnetycznego skali optycznej. Praca laserów opiera się na zjawisku stymulowanego (przymusowego) promieniowania, wykrytego przez Einsteina w 1916 roku. Doszedł on do wniosku, że pobudzone atomy w czasie współdziałania z promieniowaniem elektromagnetycznym mogą wysyłać fotony nie tylko spontanicznie, ale i planowo, zwiększając strumień świetlny. W laserze promieniowanie ma zamierzony (planowy lub wymuszony) charakter. Generacja fotonów odbywa się zgodnie w kierunku i wg fazy. Zasadniczy schemat lasera obejmuje substancje aktywne, w których określona ilość atomów znajduje się w stanie pobudzonym; system napompowania w celu dania energii do strefy aktywnej oraz system rezonansowy.

Rezonator optyczny składa się z dwóch luster, z których jedno jest półprzeźroczyste. System rezonansowy służy do wielokrotnego przepływu fotonów w środowisku aktywnym i ich zderzania z pobudzonymi atomami, co doprowadza do wymuszonej emisji nowych fotonów. Ich strumień lawinowo narasta i wychodzi przez półprzeźroczyste lustro w postaci monochromatycznego koherentnego światła.

Promieniowanie laserowe – promieniowanie elektromagnetyczne skali optycznej posiada właściwości:

0. Koherentność (uporządkowana, stała faza fotonów)

1. Monochromatyczność (zbiór fal o jednej określonej długości)

2. Polaryzacja i ukierunkowanie, co pozwala stworzyć duża koncentrację energii

3. Bardzo mała rozbieżność (skolimowanie)

Substancje aktywne – stanowią podstawową część źródła promieniowania. Atomy substancji aktywnych posiadają określone poziomy energii i możliwości uporządkowanego wytwarzania fotonów. Znane jest około 100 substancji aktywnych. Wśród nich wyróżnia się:

Twarde (rubin syntetyczny, kryształ, szkło barytowe z domieszką neodymu)

Gazowe (hel, neon, ksenon, krypton, azot, dwutlenek węgla, tlen i ich rózne mieszanki)

Płynne (dielektryki płynne, aktywowane elementami rzadko występującymi, roztwory barwników organicznych)

Półprzewodnikowe (arsenek galu, seleno-ołowiowy i inne)

RODZAJE LASERÓW

Lasery diagnostyczne – do diagnostyki stanu organizmu.

Lasery terapeutyczne – do terapii schorzeń, dzielą się na stymulacyjne i chirurgiczne.

Lasery stymulacyjne i diagnostyczne są to lasery małej mocy.

Podział laserów według stanu skupienia i rodzaju substancji czynnej lub materiału aktywnego lasera.

1. Lasery gazowe: molekularny CO₂, atomowy He-Ne, jonowe Ar (argonowy) i Kr (kryptonowy).

2. Lasery cieczowe (w terapii hematoporfirynowej): barwnikowe, chelatowe.

3. Lasery stałe:

4. krystaliczne (z domieszkami jonów metali lub pierwiastków ziem rzadkich) itrowo-aluminiowe YAG,

5. półprzewodnikowe: ośrodek czynny stanowi złącze półprzewodnikowe (dioda).

Podział ze względu na moc lasera:

6. małej mocy, „zimne”

7. energetyczne

Biostymulacja laserowa: lasery gazowe i półprzewodnikowe:

0. miękki (soft), helowo-neonowe, promieniowanie czerwone, długość fali 632 nm, niskoenergetyczny, praca ciągła, moc średnia rzadko powyżej 100mW

1. średnioenergetyczne (mid), promieniowanie podczerwone, długość fali ok. 900 nm, półprzewodnikowe, moc od jednostek do dziesiątek wat, promieniowanie impulsowe.

Najbardziej „twarde” jest promieniowanie ultrafioletowe, najbardziej „miękkie” podczerwone. Im krótsza fala tym większa moc energetyczna fotonów (kwantów), tj. naświetlanie jest bardziej twarde. Promieniowanie laserowe z zakresu ultrafioletu może zakłócać silne wewnątrz-molekularne więzi, co zawęża jego skalę terapeutyczną. Przy dużych dawkach najmocniej działa na kwasy nukleinowe, enzymatyczną aktywność białek w wyniku czego możliwe są mutacje i zanik komórek. Trudna do określenia jest granica między działaniem aktywizującym a hamującym i szkodliwym. Bardzo szeroka jest możliwość wykorzystania terapeutycznego promieniowania laserowego czerwonego i podczerwonego, u podstaw którego leży możliwość aktywacji enzymów, które dają odzew na zupełnie słabe działanie energetyczne.

Jest to kluczowe ogniwo w biostymulującym efekcie laseroterapii.

EFEKTY DZIAŁANIA WIĄZKI LASEROWEJ

8. Fototermiczne – koagulacja lub odparowanie tkanki absorbującej światło. Impulsy laserowe o czasie trwania ok. 0.5 ms lub dłuższe.

9. Fotodynamiczne – „mikrowybuch” tkanki po wpływem krótkich, intensywnych impulsów laserowych o czasie krótszym od 0.2 ms.

10. Fotochemiczne – bezpośrednie rozrywanie wiązań chemicznych lub reakcje chemiczne ze związkami wcześniej wprowadzonymi do tkanek (metoda PDT).

11. Biostymulacja laserowa - stymulacja aktywności komórkowej tkanki pod wpływem wiązki laserowej o bardzo małej mocy (LLLT).

12. Selektywna fototermoliza – zastosowanie wiązki laserowej o takiej długości fali i takim czasie trwania, które maksymalnie podgrzeją wybrana tkankę przy najmniejszych zniszczeniach tkanek otaczających.

BIOSTYMUACJA LASEROWA

Terapia laserem niskoenergetycznym o małej gęstości mocy w tkance P<200mW/cm² , będąca elementem światłolecznictwa.

Zmiana aktywności komórek i tkanek pod wpływem naświetlania słabą wiązką laserową o długości fali od 600 do 1100 nm.

Przyrost temperatury tkanek naświetlanych jest mniejszy od 1°C.

Prawo Arndta-Shultza: słabe i umiarkowane bodźce pobudzają aktywność fizjologiczną, silne opóźniają, bardzo silne hamują.

Na poziomie subkomórkowym:

0. Aktywowanie składników łańcucha oddechowego (np. oksydazy cytochromowej, atepazy)

1. Przyspieszanie reakcji utleniania i redukcji w mitochondriach i cytoplazmie

2. Wzrost przepuszczalności błony komórkowej (pompa sodowa – potasowa)

3. Poprzez zwiększenie fosforylacji oksydatowej białek komórkowych zwiększa się synteza DNA i RNA, co w efekcie powoduje zwiększenie produkcji białka (enzymów, hormonów, mediatorów międzykomórkowych, kolagenu).

Na poziomie komórkowym (zmiana ładunku pola elektrycznego komórki, zmiana jej potencjału, zwiększenie aktywności rozrodczej) i tkankowym (zmiana ph płynu międzykomórkowego, aktywności morfofunkcyjnej i mikroobiegu)

Osteoklasty: stymulacja lizy kości w miejscach uszkodzenia (np. na granicy jej złamania), co jest przygotowaniem do dalszego działania osteoblastów.

Osteoblasty: stymulacja produkcji tkanki kostnej, czyli regeneracji np. w miejscu złamania lub w osteoporozie. Przyspieszenie czynności makrofagów i zwiększenie ich czynności żernych, wzrost produkcji cytokinin i prostoglandyn, poprawa czynności mikrokrążenia i neoangiogenezy.

Komórki krwi: uwalnianie histaminy z granulocytów, serotoniny z płytek krwi, ułatwianie fagocytozy, zwiększenie produkcji kolagenu z fibroblastów.

Komórki nerwowe: zahamowanie degeneracji Wallera neurytów i przyspieszenie ich regeneracji, zmniejszenie obrzęku neuronów, zmniejszenie cech stanu zapalnego, co w efekcie daje normalizację przewodnictwa nerwowego.

Czynniki ograniczające wnikanie światła w skórę: opalenizna, zwiększona warstwa tłuszczu, filtry optyczne w kosmetykach.

Czynniki zwiększające wnikanie światła w skórę: bardzo jasna karnacja, ucisk aplikatora, większa średnica wiązki.

Niezbędne warunki powodzenia biostymulacji laserowej: prawidłowe rozpoznanie, zastosowanie lasera o odpowiedniej długości fali, wybór właściwego miejsca naświetlania, sposób naświetlania, aplikacja odpowiedniej dawki energii, właściwy dobór serii zabiegów.

KLUCZOWE OGNIWA W BIOSTYMULUJACYM EFEKCIE TERAPEUTYCZNYM LASEROTERAPII

13. Aktywacja enzymów®zwiększenie bioenergetycznych i biosyntetycznych procesów w komórkach®wzrost poziomu ATP. Zwiększa się ilość węglowodanów, białek, kwasów nukleinowych. Procesy regeneracji najwyraźniej widoczne są w tkance kostnej, łącznej, nabłonkowej, mięśniowej, nerwowej.

14. Stymulacja hematopoezy®zwiększenie liczby elementów morfologicznych krwi, zmian aktywności czynników krzepnięcia krwi, obniżenie OB.

15. Aktywacja systemu odpornościowego.

16. Stymulacja mikrokrążenia.

Najbardziej widoczne efekty kliniczne powstają przy napromieniowaniu miejscowym. Powstają następujące reakcje:

0. Regeneracyjne

1. Odpornościowo –stymulujące

2. Przeciwzapalne

3. Odczulające

4. Polepszające mikrokrążenie

5. Przeciwobrzękowe

6. Kojące ból

DOBÓR PARAMETRÓW W TERAPII LASEROWEJ

Na efekt leczenia ma wpływ długość fali elektromagnetycznej, gdyż od niej zależy głębokość przenikania przez skórę niskoenergetycznego promieniowania laserowego. Dla promieniowania czerwonego wynosi ona do 20-30 mm. Największa zdolność przenikania odpowiada bliższej podczerwieni – przy długości fali 850 nm wynosi do 70mm. W stosowaniu dalszej podczerwieni następuje obniżenie przenikania do 30mm. Wyjaśnia się to poprzez absorpcje promieniowania elektromagnetycznego przez wodę zawartą w powierzchniowych warstwach skóry. Ochłodzenie pola oddziaływania obniża znacznie współczynnik odbicia (średnio o 15%). Tylko pochłonięta część promieniowania wykazuje działanie biologiczne. Wiązkę promieniowania generowaną przez urządzenie laserowe można scharakteryzować następującymi wielkościami fizycznymi:

0. Moc wiązki, moc promieniowania laserowego (ilość kwantów emitowana przez źródło promieniowania w jednostce czasu na sekundę) mierzona w watach (W) P=E/t

1. Gęstość mocy – moc padająca na cm² I=P/S [W/ cm² ]

2. Moc średnia (dotyczy źródeł impulsowych) P_śr = P_szcz x t_imp x f

3. Energia promieniowania E = P_śr x t_zab

Wg niektórych badaczy częstotliwość impulsów ma wpływ nie tylko na ilość energii przekazywanej tkankom w danej jednostce czasu, lecz daje również wymierny efekt kliniczny tzn. niższe częstotliwości wpływają na lepszy efekt przeciwbólowy, wyższe na lepszy efekt przeciwzapalny i stymulują procesy regeneracji. Na strefy miejscowe (rejon uszkodzonych tkanek) należy oddziaływać promieniowaniem o wysokiej częstotliwości (od setek do tysięcy herców), a na dalsze punkty akupunktury – częstotliwościami mniejszymi (od 1 Hz do 100Hz). Wysokie częstotliwości nie są odbierane przez systemy południków jako częstotliwe wahania. Dla lokalnego stosowania zaleca się określone częstotliwości dla różnych części ciała (Praktyczne zastosowanie laseroterapii i laseropunktury w medycynie, Samosiuk, Łyseniuk, Olszewska). Wg badaczy rosyjskich są to optymalne parametry podczas leczenia większości chorób, szczególnie z przebiegiem chronicznym. Impulsowe oddziaływanie laserowe z mniejszą ogólną dawką wykazuje taki sam terapeutyczny wpływ, co ciągłe w większej dawce. Czas oddziaływania promieniowania laserowego z częstotliwością lub bez dla identycznych laserów będzie jednakowe ze względu na szczególną kompensację: mniej energii podaje się podczas stymulacji impulsowej, lecz stosunkowo lepiej jest przyswajana przy promieniowaniu ciągłym.

„Przedział nasycenia” tkanek biologicznych promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 632.8nm (czerwona część widma, moc fotonu 2.0eV) stanowi około 5J/cm². W przypadku dawek wyższych 10J/cm² obserwuje się działanie hamujące, a w granicy 30J/cm² działanie szkodliwe. Dla promieniowania podczerwonego wchłonięte dawki promieniowania powodujące hamujące i szkodliwe efekty są przesunięte w stronę dużych wielkości, co uwarunkowane jest bardziej niską mocą fotonów (1.4 eV).

Sposób leczenia należy indywidualizować w zależności od :

0. Stanu zaawansowania schorzenia

1. Indywidualnej reaktywności chorego na światło

2. Wieku

3. Koloru skóry

4. Typu schorzenia

5. Głębokości tkanek docelowych

6. Przebiegu choroby i ewolucji objawów

7. Typu i stopnia uszkodzenia

Światło lasera można aplikować w następujący sposób:

0. Bezkontaktowo (skaner lub sonda prysznicowa)

1. Kontaktowo bez ucisku

2. Kontaktowo z uciskiem

3. Kontaktowo z modulowanym uciskiem

Dla zabezpieczenia biostymulującego efektu dawka promieniowania powinna wynosić od 0.01 – 10 J/cm² .

KLASA BEZPIECZEŃSTWA URZĄDZEŃ LASEROWYCH

Klasa 1: lasery całkowicie bezpieczne

Klasa 2: lasery generujące w zakresie widzialnym (400-700nm), ochronę oczu zapewnia odruch zamykania w skutek oślepienia.

Klasa 3A: lasery niebezpieczne dla oczu w przypadku patrzenia bezpośrednio na wiązkę przez przyrządy optyczne.

Klasa 3B: lasery niebezpieczne dla oczu w każdym przypadku patrzenia bezpośrednio na wiązkę laserową lub jej odbicie zwierciadlane.

Klasa 4: lasery niebezpieczne dla oczu i skóry, zarówno w przypadku promieniowania bezpośredniego, jak i rozproszonego.

Zasady bezpieczeństwa przy użytkowaniu urządzeń emitujących promieniowanie laserowe regulowane jest przez Polską Normę (PN-91/T-06700) ustanowioną przez Polski Komitet Normalizacji Miar i Jakości i obowiązującą od 1.07.1992 roku. Lasery biostymulacyjne mieszczą się w klasach od 1 do 3B. Środki bezpieczeństwa podczas stosowania laserów klasy 3B:

0. Pacjent i terapeuta musi mieć założone specjalne okulary ochronne

1. Pomieszczenie musi być specjalnie oznakowane

2. Dostęp do urządzeń tylko przez osoby upoważnione i przeszkolone

3. Niedopuszczalne jest skierowanie skolimowanej wiązki światła laserowego w stronę twarzy osoby nie zaopatrzonej w okulary

4. Nie wolno zastawić uruchomionego lasera bez nadzoru osoby uprawnionej.

Wymagania i zalecenia dla użytkownika laserowych urządzeń medycznych

Klasa urządzenia laserowego	1	2	3A	3B	4
Ochrona oczu			@	@	@
Osłonięcie toru wiązki laserowej			@	@	@
Unikanie odbić zwierciadlanych				@	@
Oznakowanie pomieszczenia				@	@
Szkolenie w zakresie bezpiecznej pracy z laserami			@	@	@

WSKAZANIA

Choroby narządu ruchu, neurologia, urologia, otolaryngologia, pulmunologia, w chorobach układu sercowo-naczyniowego, angiologia, choroby układu trawiennego, proktologia, oparzenia, stomatologia, ginekologia i położnictwa, nałogi, otyłość.

PRZECIWWSKAZANIA

Rozrusznik, ciąża (I trysemestr), nowotwory (do 5 lat po usunięciu zmian), ogólne choroby bakteryjne, okolice oczu, choroby z gorączką, padaczka, uczulenie na światło.